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グラフデータにおける問合せ式充足可能性問題の計算複雑さおよび判定アルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 21K11900
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60080:データベース関連
研究機関筑波大学

研究代表者

鈴木 伸崇  筑波大学, 図書館情報メディア系, 教授 (60305779)

研究分担者 權 娟大  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業情報研究センター, 上級研究員 (80597097)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
キーワードグラフデータ / スキーマ / 充足可能性問題
研究開始時の研究の概要

近年,RDF/グラフデータに対する記述力の高いスキーマ言語が策定されており,主なものとしてShape Expression (ShEx)がある.ShExスキーマSと問合せ式qに対して,もしSに妥当かつqの実行結果が空でないデータが存在するならば,qは充足可能であるという.本研究では,ShExスキーマ下での問合せ式充足可能性問題に着目する.まず,本問題の計算複雑さを明らかにし,その上で本問題を効率よく解くためのアルゴリズムを設計する.次に,得られたアルゴリズムを計算機上に実装して評価実験を行い,提案アルゴリズムの有効性を明らかにする.

研究成果の概要

本研究ではグラフデータを対象に,スキーマ下での問合せ式充足可能性問題について考察した.問合せ言語としてConjunctive Property Pathおよびパターン問合せを対象とし,スキーマ言語としてShape Expression (ShEx)を対象とした.これらに基づいて,ShExスキーマ下での問合せ式充足可能性問題を解くためのアルゴリズムを開発した.次に,実装したアルゴリズムについて評価実験を行い,動作効率が概ね良好であること等の結果を得た.また,本テーマの発展として,ライフサイエンス分野のデータに対する適用について検討を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

問合せ式の充足可能性問題や包含性問題は,問合せ式の検証・作成支援や最適化など,多くの応用に繋がる重要な問題である.例えば,もしqが充足不能な部分式を含む(または,q自体が充足不能である)場合,その部分の評価・実行は不要である.もし充足不能な部分式を効率よく検出できれば,多くの不要な問合せ処理を省くことができる.近年のグラフデータはサイズが非常に大きく,問合せ式の実行には相当の時間を要する.そのため,充足不能な問合せ式を効率よく検出し,その実行を回避することは極めて重要である.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Checking Pattern Query Containment Under Shape Expression2023

    • 著者名/発表者名
      H. Fujimoto, N. Suzuki, Y. Kwon
    • 雑誌名

      SN Computer Science

      巻: 4 号: 6

    • DOI

      10.1007/s42979-023-02142-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Simple Algorithm for Checking Pattern Query Containment under Shape Expression Schema2022

    • 著者名/発表者名
      H. Fujimoto and N. Suzuki
    • 雑誌名

      Proceedintgs of the 18th International Conference on Web Information Systems and Technologies

      巻: - ページ: 278-285

    • DOI

      10.5220/0011536800003318

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Expression Schemaの下でのConjunctive Property Path充足可能性判定手法2022

    • 著者名/発表者名
      前田祐紀,鈴木伸崇
    • 雑誌名

      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM 2022)論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detecting Unsatisfiable Conjunctive Property Path under Shape Expression Schema2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda and N. Suzuki
    • 雑誌名

      Automated Systems, Data, and Sustainable Computing

      巻: -

    • DOI

      10.55432/978-1-6692-0001-7_2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RDFを用いた健康長寿や抗老化関連情報のモデル化2024

    • 著者名/発表者名
      權 娟大,鈴木 伸崇
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Shape Expression Schemaの下でのConjunctive Property Path充足可能性判定手法2022

    • 著者名/発表者名
      前田祐紀
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Detecting Unsatisfiable Conjunctive Property Path under Shape Expression Schema2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Data Technology and Engineering (CDTE)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simple Algorithm for Checking Pattern Query Containment under Shape Expression Schema2021

    • 著者名/発表者名
      H. Fujimoto
    • 学会等名
      AP-iConcerence 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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